傳統(tǒng)的模具設(shè)計是經(jīng)過概念設(shè)計一分析一樣品生產(chǎn)一分析一設(shè)計一分析一生產(chǎn)，才最終確定那些復(fù)雜的模具原形.隨著計算機的發(fā)展，CAD/CAE技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的模具設(shè)計理念和設(shè)計方法，使得模具在進行真實的生產(chǎn)(包括樣品生產(chǎn))之前就已經(jīng)通過計算機應(yīng)用軟件進行了精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析以及成形仿真過程.模具CAE技術(shù)在設(shè)計制造模具之前，在計算機上模擬出沖壓件在模具中成形的真實過程，向用戶告知模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝條件狀況是否合理，并最終為用戶提供最佳的模具設(shè)計工藝方案，可靠性達到80%以上，模具設(shè)計與制造周期縮短五分之二，并提高模具質(zhì)量和產(chǎn)品合格率，進而可大幅度降低制造成本，增強產(chǎn)品的市場競爭力.因此在模具設(shè)計的過程中，利用先進的CAD/CAE技術(shù)進行模具設(shè)計省時、省力，而且最為重要的是保證了成型后制品的準確性，減少了試模的次數(shù)，縮短了模具的設(shè)計及生產(chǎn)的周期.

1零件特點及工藝性分析

1.1零件特點

    某發(fā)動機左前懸掛托架加強板如圖1所示，材料為08F，料厚t=2.5 mm，為大批量生產(chǎn).因其精度和定位都很高，整個零件成形后要求表面無褶皺、裂紋等缺陷，本文只討論其彎曲成形工序.

圖1工件圖

1.2工件尺寸的確定

    彎曲零件毛坯展開尺寸具體計算是先將零件劃分成直線和圓角的各個不同單元體.直線部分的長度不變，而彎曲的圓角部分長度則需要考慮材料的變形和應(yīng)變中性層的相對移動，先確定應(yīng)變中性層位置，再計算應(yīng)變中性層長度.故整個毛坯的展開尺寸應(yīng)等于彎曲零件各部分長度的總和.

    采用各公式計算時，由于在實際彎曲過程中，還要受到多種因素的影響，如材料力學性能、模具狀況、彎曲方式等，因此可能會產(chǎn)生較大誤差，所以只能用于形狀比較簡單、尺寸精度要求不高的彎曲件.這樣采用相關(guān)公式計算可以初步確定坯料展開尺寸，同時運用一些有關(guān)坯料展開的軟件來確定坯料準確尺寸.

    本套模具所成型的工件是平面板料.當模具受到壓力作用時，彎曲板料受外力首先與凸模接觸，隨著凸模的下行，彎曲區(qū)域逐漸縮小，直到彎曲件與凸模和凹模全部貼緊.彎曲結(jié)束凸模上升，凸模與凹模逐漸分開，考慮到工件可能會因變形而卡在凸?；虬寄Ｉ希栽谠O(shè)計模具總體結(jié)構(gòu)時，在凹模與凸模上分別設(shè)計了卸料機構(gòu).由于金屬材料具有彈性，工件在成形后會發(fā)生一定的回彈.回彈對彎曲件成形影響很大，通過回彈的大小估算，需要采取一定措施給以消除.

2彎曲模工作部分設(shè)計

    彎曲模工作部分尺寸計算與彎曲件的尺寸標注有關(guān)，但是因為工件的二維圖很難表達出凸模的形狀，采用UG將工件的凹、凸模的形狀表達出來，在有圓角過渡處要將回彈角設(shè)計出，通過UG軟件設(shè)計出凹、凸模，如圖2所示.凹、凸模工作部分的尺寸是用數(shù)控加工中心加工出來的.

圖2凹、凸模形狀圖

2.1 凸、凹模的間隙值

    U形彎曲時，凸、凹模的間隙要靠模具設(shè)計來保證，間隙大小對彎曲件的變形抗力、回彈、質(zhì)量以及模具壽命等均有影響.間隙過小，彎曲力大，工件變薄并降低模具壽命;間隙過大，回彈較大，還會降低工件精度.U形件間隙值Z的大小取決于材料種類和厚度、彎曲件高度H、彎曲件彎曲線長度B.

    黑色金屬U形彎曲時凸、凹模間隙值Z(雙邊間隙)按下式確定：

    Z/2=t(1+n)，

    式中：Z/2為彎曲時的單面間隙，mm;t為材料厚度，mm;n為彎曲系數(shù).其中t=2.5 mm，n=0.08，所以Z=2t(1+n)=2×2.5×(1十0.08)一5.4 mm。

    從圖2可以看出，有部分平面的彎曲屬于U形件的彎曲，而部分平面的彎曲可以看成V形件的彎曲，因此其凸、凹模的尺寸可根據(jù)工件的厚度以及彎曲邊長查表得到推薦值.

2.2凹、凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計

    凹凸模的結(jié)構(gòu)可以采用2種加工方案.

    第1種方案：凹、凸模和凹、凸固定板分開加工.

    第2種方案：凹、凸模和固定板做成一個整體.

    方案1中的凹、凸模是采用線切割來加工外形尺寸，用數(shù)控加工中心加工凹、凸模工作部分的尺寸，如圖2所示.而固定板的型腔也是用線切割來加工的，用此種加工方法加工出來的零件精度高，結(jié)構(gòu)完整，但是加工費用較高.且固定板與凹、凸模間是過度配合，其配合精度為 .方案2，將凹、凸模和固定板作為一個整體來加工，可以節(jié)省裝配的過程.整體的強度會比分開加工的高，在保證其使用強度的前提下，可以降低模具的高度，節(jié)省模具鋼材料.比較2種方案，方案2是合理的，用第2種加工方案設(shè)計加工出凹、凸模及同定板如圖3所示.#p#分頁標題#e#

圖3凸、凹模及具固定板